在键入的 std::array 中放置新的和 std::destroy_at 是否安全？

Question

考虑以下示例：

#include <array>
#include <memory>

class trivial
{
public:
    trivial() = default;
    trivial(int a, float b) : m_a(a), m_b(b) {}

private:
    int m_a;
    float m_b;
};

template<typename T>
void write(T& arr, size_t idx, int a, float b)
{
    ::new(static_cast<void*>(std::addressof(arr[idx]))) trivial(a, b);
}

template<typename T>
void destroy(T& arr, size_t idx)
{
    std::destroy_at(std::addressof(arr[idx]));
}

int main()
{
    auto arr = std::array<trivial, 20>();

    write(arr, 3, 10, 20.0f);
    destroy(arr, 3);
}

对任意（但合理的）数据数组使用放置 new 和 std::destroy_at 就地安全吗？这里是否存在任何风险或潜在的未定义行为，或可移植性问题？假设我们不会尝试分配给已销毁的值，据我所知这是未定义的。

我注意到这种方法比使用 std::aligned_storage 和 reinterpret_cast 的基准测试效果更好，这主要是因为 std::launder 作为优化障碍。如果我对将我的值存储在 std::array 中的额外限制感到满意（例如需要默认构造函数），这是一个可接受的用例吗？

Answer 1

你对 std::array arr 的第三个元素进行了双重破坏。一次是显式销毁（destroy 调用），一次是隐式销毁（当 arr 超出范围时）。根据 C++ 标准，这会导致未定义的行为。

15.4 Destructors [class.dtor]
...
16 Once a destructor is invoked for an object, the object no longer exists; the behavior is undefined if the destructor is invoked for an object whose lifetime has ended. [ Example: If the destructor for an automatic object is explicitly invoked, and the block is subsequently left in a manner that would ordinarily invoke implicit destruction of the object, the behavior is undefined. —end example ]

以上引用中的示例与您尝试做的有点相似。

在键入的 std::array 中放置新的和 std::destroy_at 是否安全？

Safety of placement new and std::destroy_at in typed std::array?

c++

c++17

destructor

memory-alignment

placement-new